JP6434955B2 - 車両及び電線構造体 - Google Patents
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Description
スイッチング素子を有する電力変換装置と、
電力の授受を行う1以上の電力部品と、
前記電力変換装置と前記電力部品の間又は前記電力部品間を結ぶ電線と
を備えるものであって、
さらに、前記車両は、
前記電線を覆う本体部及び前記電線から分離して車体に接地される分離部を有する編組シールドと、
前記分離部を覆う中空の磁性体コアと
を備え、
前記車両は、
第1電線と、
第2電線と
を前記電線として有し、
さらにまた、前記車両は、
前記第1電線を覆う第1編組シールドと、
前記第2電線を覆う第2編組シールドと
を前記編組シールドとして有し、
さらにまた、前記車両は、
前記第1電線から分離される第1分離部と、
前記第2電線から分離される第2分離部と
を前記分離部として有し、
前記第1分離部及び前記第2分離部の車体接地点はボルトで一括固定されている
ことを特徴とする。
さらに、前記電線構造体は、
前記電線を覆う本体部及び前記電線から分離して接地される分離部を有する編組シールドと、
前記分離部を覆う中空の磁性体コアと
を備え、
前記電線構造体は、
第1電線と、
第2電線と
を前記電線として有し、
さらにまた、前記電線構造体は、
前記第1電線を覆う第1編組シールドと、
前記第2電線を覆う第2編組シールドと
を前記編組シールドとして有し、
さらにまた、前記電線構造体は、
前記第1電線から分離される第1分離部と、
前記第2電線から分離される第2分離部と
を前記分離部として有し、
前記第1分離部及び前記第2分離部の車体接地点はボルトで一括固定される
ことを特徴とする。
<A−1.構成>
[A−1−1.全体構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る車両10の概要を示す平面図である。図2は、本実施形態の車両10に含まれる電線構造体36の配置を示す側面図である。図3は、本実施形態の電線構造体36及びその周辺を示す概略構成図である。
本実施形態のモータ20は、3相交流ブラシレス式である。モータ20は、電線構造体36及びPCU22を介して高圧バッテリ24から供給される電力に基づいて駆動力を生成し、当該駆動力によりトランスミッション(図示せず)を通じて車輪(図示せず)を回転させる。また、モータ20は、回生を行うことで生成した電力(回生電力)を高圧バッテリ24等に出力する。
PCU22は、走行モータ20への供給電力を制御すると共に、モータ20の回生電力を制御する。図3に示すように、PCU22は、DC/DCコンバータ50(以下「コンバータ50」ともいう。)と、走行モータ用インバータ52と、モータ電子制御装置54(以下「モータECU54」という。)とを有する。
高圧バッテリ24(電源、電力部品)は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置(エネルギストレージ)である。高圧バッテリ24は、例えば、リチウムイオン2次電池、ニッケル水素2次電池等を利用することができる。高圧バッテリ24の代わりに、キャパシタ等の蓄電装置を用いてもよい。高圧バッテリ24の出力電圧(バッテリ電圧Vbath)は、例えば、数百ボルトである。高圧バッテリ24は、バッテリユニット64の一部として構成される。バッテリユニット64は、高圧バッテリ24に加え、図示しないバッテリ電圧監視装置等を備える。
降圧コンバータ26(電力変換装置、電力部品、電力負荷)は、高圧バッテリ24の出力電圧Vbathを降圧して電線構造体36を介して低圧バッテリ28に供給する。降圧コンバータ26は、高圧バッテリ24に隣接して設けられる。降圧コンバータ26は、バッテリユニット64の一部として構成してもよい。
低圧バッテリ28(電源、電力部品)は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置(エネルギストレージ)である。低圧バッテリ28は、例えば、鉛バッテリ等を利用することができる。低圧バッテリ28の出力電圧(バッテリ電圧Vbatl)は、例えば、12ボルトである。
エアコンディショナ30(電力変換装置、電力部品、電力負荷)は、コンプレッサ用モータ70と、エアコンディショナ用インバータ72と、エアコンディショナ電子制御装置74(以下「エアコンディショナECU74」という。)とを有する。
図4は、本実施形態の車体フレーム32、電線構造体36及びバッテリユニット64それぞれの一部を示す斜視図である。車体フレーム32は、車両10を構成する複数のフレームが組み合わさって構成される。図1に示すように、車体フレーム32は、フロントサイドフレーム90と、サイドシル92と、リアフレーム94と、バッテリフレーム96とを含む。
フロアパネル34(図2及び図3)は、車両10の床を形成するパネルである。また、ダッシュボード35は、フロアパネル34の前方に位置し、車室110と、エンジンルーム38を区切る。つまり、フロアパネル34よりも上側且つダッシュボード35の後側に車室110が存在する。このため、図3のフロアパネル34周辺では、フロアパネル34の右側が実際の上側を示し、フロアパネル34の左側が実際の下側を示す。なお、図3のエンジンルーム38側は、ダッシュボード35より前方に位置することに留意されたい(図2参照)。
(A−1−10−1.電線構造体36の概要)
図5は、本実施形態の電線構造体36の一部を示す斜視図である。図6は、本実施形態の電線構造体36の一部を簡略的に示す断面図である。電線構造体36は、電力システム12に含まれる各電力部品(PCU22、エアコンディショナ30等)を電気的に接続する。図3〜図6に示すように、電線構造体36は、電線120p、120n、122、124p、124nと、編組シールド130、132と、磁性体コア140と、防水チューブ150と、シールドパイプ160と、クリップ170とを含む。なお、図3では、電線構造体36の一部(後述する200p、200n等)が省略されていることに留意されたい。
図6に示すように、各電線120p、120n、122、124p、124nは、心線172a、172b、172cと、樹脂カバー174a、174b、174cとを含む。電線120p、120n(以下「高圧電線120p、120n」ともいう。)は、PCU22と高圧バッテリ24を電気的に接続する(図3)。電線122(以下「低圧電線122」ともいう。)は、降圧コンバータ26と低圧バッテリ28を電気的に接続する(図3)。電線124p、124n(以下「エアコンディショナ用電線124p、124n」ともいう。)は、エアコンディショナ用インバータ72と高圧バッテリ24を電気的に接続する。
(A−1−10−3−1.編組シールド130、132の概要)
主としてPCU22が発生させる電磁ノイズが、各電線120p、120n、122、124p、124nにのる。編組シールド130、132は、この各電線にのった電磁ノイズが外部(車室110内等)に伝播することを防止する。
第1編組シールド130の本体部180aは、高圧用編組部分190、エアコンディショナ用編組部分192及び共通編組部分194を有する。高圧用編組部分190は、高圧電線120p、120nのみを覆う。エアコンディショナ用編組部分192は、エアコンディショナ用電線124p、124nのみを覆う。共通編組部分194は、高圧電線120p、120n及びエアコンディショナ用電線124p、124nで共通である。換言すると、共通編組部分194は、高圧電線120p、120nとエアコンディショナ用電線124p、124nを一括して覆う。
第1編組シールド130の分離部182a(以下「第1分離部182a」ともいう。)は、高圧バッテリ24側で高圧電線120p、120n及びエアコンディショナ用電線124p、124nから分離される。第2編組シールド132の分離部182b(以下「第2分離部182b」ともいう。)は、降圧コンバータ26側で低圧電線122から分離される。第2編組シールド132の分離部182c(以下「第3分離部182c」ともいう。)は、低圧バッテリ28側で低圧電線122から分離される。
磁性体コア140(以下「コア140」ともいう。)は、電力システム12(特にPCU22)で発生した電磁ノイズを低減する。図3の矢印A1は、PCU22(コンバータ50及び/又はインバータ52)で発生した電磁ノイズが、本体部180a、第1分離部182a及び第2分離部182bを介して磁性体コア140で吸収される様子を示している。
防水チューブ150は、防水性材料(例えば防水性樹脂)からなる。防水チューブ150は、車室110の外において電線120p、120n、122、124p、124n及び編組シールド130、132(特に本体部180a、180b)を覆うことで、これらを水から保護する。防水チューブ150は、電線120p等の全体を覆ってもよい。なお、防水チューブ150とシールドパイプ160の間には、ゴムブッシュ152が配置される。
シールドパイプ160は、金属製材料(例えばアルミニウム)からなる。シールドパイプ160は、車室110の外において電線120p、120n、122、124p、124n、編組シールド130、132を覆うことで、これを石等から保護する。シールドパイプ160は、電線120p等の全体を覆ってもよい。
図4及び図5に示すように、クリップ170(固定部材)は、電線120p、120n、122、124p、124n、分離部182a、182b又は防水チューブ150を固定する。図4に示すように、複数のクリップ170が車体フレーム32(ここではバッテリフレーム96)のステー98に配置される。
図7は、本実施形態、比較例及び第1・第2変形例による電磁ノイズの低減効果を示す図である。図7において、横軸は、PCU22からの電磁ノイズの周波数[MHz]であり、縦軸は、コア140の周囲における磁界強度[dBμA/m]である。図8は、第1変形例に係る車両10の概略全体構成図である。電磁ノイズは、PCU22から発生したものである。
以上説明したように、本実施形態によれば、第1編組シールド130は、電線120p、120n、124p、124nから分離した第1分離部182aで車体フレーム32(車体)に接地する(図3及び図4)。同様に、第2編組シールド132は、電線122から分離した第2分離部182b及び第3分離部182cで車体フレーム32(車体)に接地する(図3及び図4)。このため、分離部182a、182b、182cの構成又は位置を比較的自由に設計することが可能となる。
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
上記実施形態では、車両10は、駆動源としてエンジン18及び走行モータ20を有するハイブリッド車であった(図3)。しかしながら、例えば、分離部182a〜182cの利用又は分離部182a〜182cを覆う磁性体コア140の利用に着目すれば、これに限らない。車両10は、駆動源として走行モータ20のみを有する狭義の電気自動車(battery vehicle)、燃料電池車両等であってもよい。
[B−2−1.電力部品]
上記実施形態では、電力の授受を行う電力部品として、走行モータ20、PCU22、高圧バッテリ24、降圧コンバータ26、低圧バッテリ28及びエアコンディショナ30を用いた(図3)。しかしながら、例えば、分離部182a〜182cの利用又は分離部182a〜182cを覆う磁性体コア140の利用に着目すれば、これに限らない。例えば、走行モータ20、PCU22、高圧バッテリ24、降圧コンバータ26、低圧バッテリ28及びエアコンディショナ30のいずれか1つ又は複数を省略することができる。或いは、その他の電力部品(例えば、水加熱ヒータ)を付加してもよい。
上記実施形態では、モータ20を車両10の走行用又は駆動用とした(図3)。しかしながら、例えば、分離部182a〜182cの利用又は分離部182a〜182cを覆う磁性体コア140の利用に着目すれば、これに限らない。例えば、モータ20を車載機器(例えば、電動パワーステアリング、燃料電池用のエアコンプレッサ)用に用いてもよい。
上記実施形態では、電源として高圧バッテリ24及び低圧バッテリ28を用いた(図3)。しかしながら、例えば、分離部182a〜182cの利用又は分離部182a〜182cを覆う磁性体コア140の利用に着目すれば、これに限らない。例えば、高圧バッテリ24及び低圧バッテリ28の一方のみを電源として設けることも可能である。或いは、高圧バッテリ24及び/又は低圧バッテリ28に加え又はこれらに代えて、別の電源(例えば燃料電池)を車両10に設けることも可能である。或いは、車両10に外部から電力を供給する外部電源を設けてもよい。
上記実施形態では、エアコンディショナ30を設けた(図3)。しかしながら、例えば、分離部182a〜182cの利用又は分離部182a〜182cを覆う磁性体コア140の利用に着目すれば、これに限らず、エアコンディショナ30を省略することも可能である。
(B−2−5−1.編組シールド130、132)
上記実施形態では、2つの編組シールド130、132を設けた(図3)。しかしながら、編組シールド130、132の一方のみを設けることも可能である。或いは、編組シールド130、132以外の別の編組シールドを設けることも可能である。例えば、走行モータ20(第1電力部品、第1負荷)とPCU22(電力変換装置、第2電力部品、第2負荷)の間に編組シールドを設けてもよい。
上記実施形態では、磁性体コア140を第2分離部182bに設けた(図3)。しかしながら、例えば、少なくとも1つの分離部182a〜182cの利用又は磁性体コア140の利用に着目すれば、これに限らない。例えば、磁性体コア140を第1分離部182a(図7及び図8の第1変形例参照)又は第3分離部182cに設けてもよい。或いは、第1分離部182a及び第2分離部182bの両方に磁性体コア140を設けることもできる(図7の第2変形例参照)。
上記実施形態では、3つの分離部182a〜182cを設けた(図3)。しかしながら、分離部182a〜182cの1つ又は2つを省略することも可能である。
上記実施形態では、防水チューブ150及びシールドパイプ160を設けた(図3〜図6)。しかしながら、例えば、少なくとも1つの分離部182a〜182cの利用又は磁性体コア140の利用に着目すれば、これに限らない。例えば、防水チューブ150及びシールドパイプ160の一方又は両方を省略することも可能である。
24…高圧バッテリ(電力部品、電源)
26…降圧コンバータ(電力変換装置、電力部品、電力負荷)
28…低圧バッテリ(電力部品、電源)
30…エアコンディショナ(電力変換装置、電力部品、電力負荷)
32…車体フレーム(車体)
36…電線構造体
50…DC/DCコンバータ(電力変換装置、電力部品、電力負荷)
52…走行モータ用インバータ(電力変換装置、電力部品、電力負荷)
60、62…スイッチング素子
72…エアコンディショナ用インバータ(電力変換装置、電力部品、電力負荷)
94…リアフレーム(高圧バッテリを支持する車体フレーム)
98…ステー
120p、120n…高圧電線(電線)
122…低圧電線(電線)
124p、124n…エアコンディショナ用電線(電線)
130…第1編組シールド(編組シールド)
132…第2編組シールド(編組シールド)
140…磁性体コア
150…防水チューブ
160…シールドパイプ
180a、180b…本体部
182a…第1分離部(分離部)
182b…第2分離部(分離部)
182c…第3分離部(分離部)
224、226…ボルト
Claims (9)
- スイッチング素子を有する電力変換装置と、
電力の授受を行う1以上の電力部品と、
前記電力変換装置と前記電力部品の間又は前記電力部品間を結ぶ電線と
を備える車両であって、
さらに、前記車両は、
前記電線を覆う本体部及び前記電線から分離して車体に接地される分離部を有する編組シールドと、
前記分離部を覆う中空の磁性体コアと
を備え、
前記車両は、
第1電線と、
第2電線と
を前記電線として有し、
さらにまた、前記車両は、
前記第1電線を覆う第1編組シールドと、
前記第2電線を覆う第2編組シールドと
を前記編組シールドとして有し、
さらにまた、前記車両は、
前記第1電線から分離される第1分離部と、
前記第2電線から分離される第2分離部と
を前記分離部として有し、
前記第1分離部及び前記第2分離部の車体接地点はボルトで一括固定されている
ことを特徴とする車両。 - 請求項1に記載の車両において、
前記分離部の少なくとも一部は、導線が撚られている
ことを特徴とする車両。 - 請求項1又は2に記載の車両において、
前記車両は、前記本体部のうち少なくとも車外に露出する部分を覆う防水チューブを備え、
前記分離部は、車室内に設けられている
ことを特徴とする車両。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両において、
前記車両は、前記本体部のうち少なくとも一部を覆うシールドパイプを備える
ことを特徴とする車両。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両において、
前記車両は、
高圧バッテリと、
降圧コンバータと、
低圧バッテリと
を前記電力部品として有し、
前記第1電線は、前記電力変換装置と前記高圧バッテリを電気的に接続する高圧電線であり、
前記第2電線は、前記降圧コンバータと前記低圧バッテリとを電気的に接続する低圧電線であり、
前記第1分離部は、前記高圧バッテリ側で前記第1電線から分離されており、
前記第2分離部は、前記降圧コンバータ側で前記第2電線から分離されている
ことを特徴とする車両。 - 請求項5に記載の車両において、
前記磁性体コアは、前記第1分離部及び前記第2分離部のいずれか一方に設けられる
ことを特徴とする車両。 - 請求項5又は6に記載の車両において、
前記第1分離部又は前記第2分離部の少なくとも一方は、前記高圧バッテリを支持する車体フレームから前記電力変換装置側に延びるステーにクリップで固定される
ことを特徴とする車両。 - 請求項5〜7のいずれか1項に記載の車両において、
前記車両は、エアコンディショナのコンプレッサを駆動するためのインバータを前記電力部品として有し、
さらに、前記車両は、前記インバータと前記高圧バッテリを電気的に接続するエアコンディショナ用電線を前記電線として有し、
前記編組シールドの前記本体部の少なくとも一部は、前記高圧電線と前記エアコンディショナ用電線を一括して覆う
ことを特徴とする車両。 - スイッチング素子を有する電力変換装置と電源の間、若しくは前記電力変換装置と第1電力負荷の間、又は前記第1電力負荷と第2電力負荷の間を結ぶ電線を備える電線構造体であって、
さらに、前記電線構造体は、
前記電線を覆う本体部及び前記電線から分離して接地される分離部を有する編組シールドと、
前記分離部を覆う中空の磁性体コアと
を備え、
前記電線構造体は、
第1電線と、
第2電線と
を前記電線として有し、
さらにまた、前記電線構造体は、
前記第1電線を覆う第1編組シールドと、
前記第2電線を覆う第2編組シールドと
を前記編組シールドとして有し、
さらにまた、前記電線構造体は、
前記第1電線から分離される第1分離部と、
前記第2電線から分離される第2分離部と
を前記分離部として有し、
前記第1分離部及び前記第2分離部の車体接地点はボルトで一括固定される
ことを特徴とする電線構造体。
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JP6642409B2 (ja) | ワイヤハーネスにおける保護部材の保持構造 |
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